(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明される実施形態は、本発明の具体例の一つであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0022】
(1)製袋包装機の構成
図1は、本発明の一実施形態である製袋包装機1の斜視図である。製袋包装機1は、食品等の被包装物を袋詰めするための機械である。製袋包装機1は、主として、組合せ計量ユニット2と、製袋包装ユニット3と、フィルム供給ユニット4とから構成される。
【0023】
組合せ計量ユニット2は、製袋包装ユニット3の上方に配置される。組合せ計量ユニット2は、被包装物の重量を複数の計量ホッパで計量し、所定の合計重量になるように各計量ホッパで計量された重量の値を組み合わせる。組合せ計量ユニット2は、組み合わせた所定の合計重量の被包装物を下方に排出して、製袋包装ユニット3に供給する。
【0024】
製袋包装ユニット3は、組合せ計量ユニット2から被包装物が供給されるタイミングに合わせて、被包装物を袋の中に入れて、袋をシールする。製袋包装ユニット3の詳細な構成および動作については後述する。
【0025】
フィルム供給ユニット4は、製袋包装ユニット3に隣接して設置され、袋に成形される包装用のフィルムを製袋包装ユニット3に供給する。フィルム供給ユニット4は、フィルムが巻かれたフィルムロールがセットされている。フィルムは、フィルムロールからフィルム供給ユニット4に繰り出される。
【0026】
製袋包装機1は、その本体の前面に取り付けられている、操作スイッチ5および液晶ディスプレイ6を備える。液晶ディスプレイ6は、操作スイッチ5の操作者が視認できる位置に配置されている、タッチパネル式のディスプレイである。操作スイッチ5および液晶ディスプレイ6は、製袋包装機1に対する指示、および、製袋包装機1に関する設定を受け付ける入力装置として機能する。液晶ディスプレイ6は、製袋包装機1に関する情報を表示する出力装置として機能する。
【0027】
製袋包装機1は、その本体に内蔵されている制御部(図示せず)を備える。制御部は、CPU、ROMおよびRAM等から構成されるコンピュータである。制御部は、組合せ計量ユニット2、製袋包装ユニット3、フィルム供給ユニット4、操作スイッチ5および液晶ディスプレイ6に接続されている。制御部は、操作スイッチ5および液晶ディスプレイ6からの入力に基づいて、組合せ計量ユニット2、製袋包装ユニット3およびフィルム供給ユニット4を制御し、液晶ディスプレイ6に各種の情報を出力する。
【0028】
(2)製袋包装ユニットの構成
図2は、製袋包装ユニット3の概略的な構成を示す斜視図である。以下の説明において、「前(正面)」、「後(背面)」、「上」、「下」、「左」および「右」からなる6つの方向を、
図2に示されるように定義する。
【0029】
製袋包装ユニット3は、主として、成形機構13と、プルダウンベルト機構14と、縦シール機構15と、横シール機構17とから構成される。成形機構13は、フィルム供給ユニット4から搬送されてくるシート状のフィルムFを筒状に成形する。プルダウンベルト機構14は、筒状に成形されたフィルムFを下方に搬送する。縦シール機構15は、筒状に成形されたフィルムFの両端部の重なり部分を、搬送方向と平行な縦方向にシールして、筒状フィルムFcを形成する。横シール機構17は、筒状フィルムFcを、搬送方向と直交する横方向にシールして、上端部および下端部が横シールされた袋Bを形成する。
【0030】
(2−1)成形機構
成形機構13は、チューブ13aとフォーマ13bとを有する。チューブ13aは、上端および下端が開口している、円筒形状の部材である。チューブ13aの上端の開口には、組合せ計量ユニット2から供給される被包装物Cが投入される。フォーマ13bは、チューブ13aを取り囲むように配置されている。フィルム供給ユニット4のフィルムロールから繰り出されてきたフィルムFは、チューブ13aとフォーマ13bとの間の隙間を通過する際に、チューブ13aに巻き付いて筒状に成形される。チューブ13aおよびフォーマ13bは、製造する袋Bの大きさに応じて取り替えることができる。
【0031】
(2−2)プルダウンベルト機構
プルダウンベルト機構14は、チューブ13aに巻き付いたフィルムFを吸着しながら下方に搬送する。プルダウンベルト機構14は、主として、駆動ローラ14a、従動ローラ14bおよび一対のベルト14cを有する。一対のベルト14cは、
図2に示されるように、チューブ13aの左右両側においてチューブ13aを挟むように配置され、筒状に成形されたフィルムFを吸着する機構を有する。プルダウンベルト機構14は、駆動ローラ14aおよび従動ローラ14bによって一対のベルト14cが回転駆動することで、筒状に成形されたフィルムFを下方に搬送する。
【0032】
(2−3)縦シール機構
縦シール機構15は、筒状に成形されたフィルムFを縦方向(
図2では、上下方向)にシールする。縦シール機構15は、チューブ13aの正面側に配置される。縦シール機構15は、駆動機構(図示せず)によって、チューブ13aに近づくように、あるいは、チューブ13aから遠ざかるように前後方向に移動する。
【0033】
縦シール機構15が駆動機構によってチューブ13aに近づくように駆動することで、チューブ13aに巻き付いたフィルムFの縦方向の重なり部分は、縦シール機構15とチューブ13aとの間に挟まれる。縦シール機構15は、駆動機構によってフィルムFの重なり部分を一定の圧力でチューブ13aに押し付けながら加熱して、フィルムFの重なり部分を縦方向にシールして、筒状フィルムFcを形成する。縦シール機構15は、フィルムFの重なり部分を加熱するヒータ、および、フィルムFの重なり部分と接触するヒータベルト等を有している。
【0034】
(2−4)横シール機構
横シール機構17は、筒状フィルムFcを横方向(
図2では、左右方向)にシールする。横シール機構17は、成形機構13、プルダウンベルト機構14および縦シール機構15の下方に配置される。
図3は、横シール機構17を、
図2における右側から見た側面図である。
図3において、紙面に垂直な方向は、左右方向である。
【0035】
横シール機構17は、主として、一対の回転軸51,71と、一対のアーム部材52,72と、一対のシールジョー54,74と、一対のしごき部材55,75と、一対の気体抜き部材56,76と、一対のクラムローラ58,78と、回転軸水平移動機構17aとから構成される。これらの一対の部材は、筒状フィルムFcの前後両側に配置される。
【0036】
(2−4−1)回転軸
回転軸51,71は、
図3の紙面に垂直な方向に延びるように配置される。回転軸51,71は、その長手方向の両端部の近傍において、それぞれ、アーム部材52,72と相対回転不能に連結されている。回転軸51,71は、筒状フィルムFcの前後両側に位置し、互いに反対方向(
図3に示される一点鎖線の矢印の方向)に同期回転する。回転軸51は、筒状フィルムFcの前側に配置され、横シール機構17を右側から見た場合において時計回りに回転する。回転軸71は、筒状フィルムFcの後側に配置され、横シール機構17を右側から見た場合において反時計回りに回転する。
【0037】
回転軸51,71の一方の端部は、それぞれ、後述するカム57,77および移動板160a,160b(
図7を参照)を貫通し、シュミットカップリングを介してモータ等の回転駆動機構(図示せず)に連結されている。回転軸51,71の他方の端部は、それぞれ、反対側のカム57,77および移動板160a,160bを貫通して突出する。回転軸51,71の他方の端部の各突出部には、それぞれ、シールジョー54,74のヒータ等に電力を供給するためのスリップリング(図示せず)が設けられている。
【0038】
回転軸51,71と、カム57,77および移動板160a,160bとは、相対回転可能であるが、回転軸51,71と直交する水平方向には相対移動不能なように連結されている。そのため、回転軸51,71、カム57,77および移動板160a,160bは、回転軸51,71と直交する水平方向に対して一体的に移動する。
【0039】
シュミットカップリングは、互いに接続されている3枚の円板から構成され、入力軸である回転駆動機構の回転を、出力軸である回転軸51,71に伝達する軸継手である。シュミットカップリングは、平面的に固定されている入力軸に対して回転軸51,71が平面的に移動して両者の軸芯距離が変化した場合においても、入力軸の回転を回転軸51,71に伝達することができる。
【0040】
(2−4−2)アーム部材
アーム部材52,72は、それぞれ、回転軸51,71の長手方向の両端部の近傍において、回転軸51,71に対して相対回転不能に固定されている。アーム部材52,72は、それぞれ、回転軸51,71と共に回転する一方向に長いブロック状の部材である。アーム部材52,72は、前後方向において、それぞれ、カム57,77の内側、かつ、シールジョー54,74の外側に配置される。
【0041】
(2−4−3)シールジョー
シールジョー54,74は、
図3の紙面に垂直な方向に沿って延びるように配置される。シールジョー54,74の左右方向の長さは、筒状フィルムFcの幅より長い。シールジョー54,74は、その内部にヒータ(図示せず)を有している。シールジョー54,74のヒータは、シールジョー54,74のシール面54a,74aを加熱する。シール面54a,74aは、筒状フィルムFcの横シール時において互いに接触する。これにより、シールジョー54,74に挟み込まれた筒状フィルムFcは、横方向に熱シールされる。
【0042】
(2−4−4)しごき部
しごき部材55,75は、
図3の紙面に垂直な方向に沿って延びるように配置される、弾性材料からなる板である。しごき部材55,75は、
図3において一点鎖線の矢印で示される回転軸51,71の回転方向における、シールジョー54,74の前であって、かつ、後述する気体抜き部材56,76の後に配置される。すなわち、しごき部材55,75は、回転軸51,71の回転方向において、それぞれ、シールジョー54,74と気体抜き部材56,76との間に配置される。しごき部材55,75は、後述するように、それぞれ、気体抜き部材56,76と連結されている。
【0043】
しごき部材55,75は、シールジョー54,74が筒状フィルムFcを横シールする直前において、シールジョー54,74よりも先に筒状フィルムFcに当たる。そして、しごき部材55,75は、筒状フィルムFcの内側に若干の隙間を開けた状態で、
図3において一点鎖線の矢印で示される方向にシールジョー54,74よりも速い速度で移動することで、筒状フィルムFcを下方に向かってしごく。これにより、しごき部材55,75は、筒状フィルムFcの内側の被包装物Cを強制的に下方へ落下させて、筒状フィルムFcの横シールされる部分において、シールジョー54,74が被包装物C等の異物を噛み込むことを回避する。従って、しごき部材55,75は、シールジョー54,74によるシール不良の発生を抑制することができる。
【0044】
(2−4−5)気体抜き部材
気体抜き部材56,76は、
図3の紙面に垂直な方向に沿って延びるように配置されるパイプである。気体抜き部材56,76は、
図3において一点鎖線の矢印で示される回転軸51,71の回転方向における、しごき部材55,75の前に配置される。
【0045】
図4は、横シール機構17を下側から見た斜視図であり、しごき部材55,75および気体抜き部材56,76等が示されている。気体抜き部材56,76は、それぞれ、しごき部材55,75と連結されている。
【0046】
図5は、
図4に示される左側の気体抜き部材76と左側のしごき部材75との連結部を示す斜視図である。以下の説明は、
図4に示される右側の気体抜き部材56および右側のしごき部材55にも適用可能である。しごき部材75は、一対の外側レバー75a、および、一対の連結部材75bと連結されている。一対の外側レバー75aは、しごき部材75の両端部と連結されている。一対の連結部材75bは、一対の外側レバー75aの間であって、しごき部材75の両端部の近傍と連結されている。外側レバー75aの一方の端部は、しごき部材75と連結されている。外側レバー75aの他方の端部は、
図4に示されるスプリング75cと連結されている。外側レバー75aの折曲部は、外側回転軸75dが貫通されている。外側レバー75aは、スプリング75cの弾性力を受けて、外側回転軸75dを中心に所定の範囲内において回転する。連結部材75bの一方の端部は、しごき部材75と連結されている。連結部材75bの他方の端部は、後述する内側レバー76aと回転可能に連結されている。
【0047】
気体抜き部材76は、一対の内側レバー76aと連結されている。一対の内側レバー76aは、気体抜き部材76の両端部と連結されている。内側レバー76aの一方の端部は、気体抜き部材76と連結されている。内側レバー76aの他方の端部は、エアシリンダー76bに連結されている。内側レバー76aの折曲部は、内側回転軸76cが貫通されている。内側回転軸76cは、連結部材75bの端部を貫通している。そのため、内側レバー76aは、内側回転軸76cを中心にして、連結部材75bと回転可能に連結されている。内側レバー76aは、エアシリンダー76bの空気圧を調節することによって回転して、気体抜き部材76の位置を変更する。すなわち、エアシリンダー76bは、気体抜き部材76の位置を変更するためのアクチュエータの動力源として機能する。同様に、
図4に示されるエアシリンダー56bは、気体抜き部材56の位置を変更するためのアクチュエータの動力源として機能する。
【0048】
気体抜き部材56,76は、シールジョー54,74が筒状フィルムFcを横シールする直前において、しごき部材55,75に対して相対的に移動する。具体的には、製袋包装機1の制御部は、気体抜き部材56,76の位置を、第1ポジションと第2ポジションとの間で切り替えることができる。
図6および
図7は、
図3と同じように、横シール機構17を右側から見た側面図である。
図6および
図7は、シールジョー54,74が筒状フィルムFcを横シールする直前の状態を表す。
図6は、気体抜き部材56,76が第1ポジションにあるときの状態を表す。
図7は、気体抜き部材56,76が第2ポジションにあるときの状態を表す。第1ポジションにある左側の気体抜き部材56は、左側のしごき部材55よりも左側に位置している。第2ポジションにある右側の気体抜き部材76は、右側のしごき部75よりも右側に位置している。すなわち、第1ポジションにある一対の気体抜き部材56,76の間隔は、第2ポジションにある一対の気体抜き部材56,76の間隔よりも大きい。気体抜き部材56,76の位置は、上述したように、エアシリンダー56b,76bの空気圧を調節することによって変更される。すなわち、エアシリンダー56b,76bは、気体抜き部材56,76を移動させるための機構である。
【0049】
気体抜き部材56,76は、シールジョー54,74が筒状フィルムFcを横シールする直前において第1ポジションから第2ポジションに移動することで、シールジョー54,74よりも先に筒状フィルムFcに当たる。これにより、筒状フィルムFcの内部の空気が上方に押し出されて排出される。
【0050】
(2−4−6)クラムローラ
クラムローラ58,78は、
図3の紙面に垂直な方向に沿って延びるように配置されるローラである。クラムローラ58,78は、
図3において一点鎖線の矢印で示される回転軸51,71の回転方向における、シールジョー54,74の後に配置される。クラムローラ58,78は、それぞれ、アーム部材52,72に回転可能なように支持されている。
【0051】
クラムローラ58,78は、シールジョー54,74が筒状フィルムFcを横シールする直前において、シールジョー54,74よりも先に筒状フィルムFcに当たり、筒状フィルムFcの内側に若干の隙間を開けた状態で、筒状フィルムFcを挟み込む。この状態において、クラムローラ58,78によって挟み込まれている部分より上方の筒状フィルムFcの中に、組合せ計量ユニット2から供給された被包装物Cが投入される。クラムローラ58,78は、気体抜き部材56,76によって筒状フィルムFcの内部の空気が上方に押し出されて排出された後に、互いに離間し始める。
【0052】
(2−4−7)回転軸水平移動機構
図8は、回転軸水平移動機構17aの模式図である。回転軸水平移動機構17aは、主として、一対のカム57,77と、一対の移動板160a,160bと、駆動機構175とを有している。
図8に示される一対の移動板160a,160bおよび連結ロッド等は、駆動機構175の反対側にも同様に設けられている。
【0053】
カム57,77は、略円盤状の部材である。カム57,77は、それぞれ、移動板160a,160bの内側に固定されている。
【0054】
移動板160a,160bは、矩形状の部材である。移動板160a,160bは、それぞれ、その中央部において回転軸51,71を回転自在に支持している。移動板160a,160bの外側の面の上端部および下端部には、それぞれ、ガイド部161a,161bが設けられている。ガイド部161a,161bは、製袋包装機1の支持フレーム(図示せず)に設けられたガイドレール176に対してスライド自在に係合している。
【0055】
駆動機構175は、一対の移動板160a,160bを互いに近接または離反させるための機構である。駆動機構175は、主として、ボールねじ180と、第1ナット部材181と、第2ナット部材182と、第1連結ロッド183と、第2連結ロッド184と、一対の第3連結ロッド185,185と、第4連結ロッド186とを有している。ボールねじ180は、モータ(図示せず)によって回転する。第1および第2ナット部材181,182は、ボールねじ180に螺合する。第1および第2連結ロッド183,184は、それぞれ、第1および第2ナット部材181,182を介して、ボールねじ180と水平方向で直交するように設けられる。一対の第3連結ロッド185,185は、移動板160の移動方向に沿って設けられる。第4連結ロッド186は、第3連結ロッド185,185と平行に設けられる。
【0056】
第1連結ロッド183は、継手187を介して一対の第3連結ロッド185,185と連結されている。一対の第3連結ロッド185,185の先端は、一方の移動板160aの側端面に固定されている。一対の第3連結ロッド185,185は、他方の移動板160bをスライド自在に貫通している。
【0057】
第2連結ロッド184は、継手188を介して第4連結ロッド186に連結されている。第4連結ロッド186の先端は、他方の移動板160bの側端面に固定されている。
【0058】
ボールねじ180において、第1ナット部材181が螺合する部分と、第2ナット部材182が螺合する部分とは、互いに逆ねじになっている。ボールねじ180を回転させることで、一対の移動板160a,160bを互いに近接させたり離反させたりすることが可能となる。これにより、回転軸水平移動機構17aは、回転軸51,71の長手方向に直交する方向に沿って、回転軸51,71およびカム57,77を移動させることができる。例えば、回転軸水平移動機構17aは、一対のシールジョー54,74によって筒状フィルムFcを横シールするために、一対の回転軸51,71を互いに近接させるように移動させることができる。
【0059】
(2−4−8)その他
図3,4,6,7では省略されているが、一対のシールジョー54,74、一対のしごき部材55,75、一対の気体抜き部材56,76および一対のクラムローラ58,78等は、アーム部材52,72の長手方向の一方向側にだけ取り付けられているのではなく、その反対側にも同様に取り付けられている。
【0060】
(3)製袋包装機の動作
(3−1)全体的な動作
最初に、製袋包装機1が被包装物Cを袋Bに充填する動作について説明する。フィルム供給ユニット4から成形機構13に供給されたフィルムFは、チューブ13aに巻き付けられて筒状に成形され、プルダウンベルト機構14によって下方に搬送される。チューブ13aに巻き付けられたフィルムFは、上下方向に延びている両端部が重ね合わせられている。筒状に成形されたフィルムFの重なり部分は、縦シール機構15によって縦方向にシールされ、筒状フィルムFcが形成される。
【0061】
縦シールされた筒状フィルムFcは、チューブ13aから抜けて、横シール機構17まで搬送される。筒状フィルムFcの搬送と同時に、組合せ計量ユニット2で計量された被包装物Cがチューブ13a内を落下して、クラムローラ58,78によって挟み込まれている部分より上方の筒状フィルムFcの中に被包装物Cが投入される。このとき、クラムローラ58,78によって挟み込まれている部分の下方には、横シール機構17によって横シールされる直前の筒状フィルムFcが存在している。横シール機構17によって筒状フィルムFcが横シールされると、被包装物Cが封入された空間を内部に有する袋Bが形成される。このとき、袋Bは、後続する筒状フィルムFcと連結されている。
【0062】
図9〜13は、横シール機構17による横シール動作を説明するための模式図である。
図9,10,11,12,13の順番で、横シール機構17は、被包装物Cの上方において筒状フィルムFcを横シールして袋Bを形成する。一対のシールジョー54,74は、
図9〜13に示されるように回転駆動することで、袋Bの上端部と、後続の袋の下端部とをほぼ同時に横シールする。そして、横シール動作の完了と同時に、何れかのシールジョー54,74に内蔵されているカッター(図示せず)によって、筒状フィルムFcの横シールされた部分を横方向に切断する。これにより、被包装物Cが封入された袋Bは、後続の筒状フィルムFcから切り離される。
【0063】
以上のようにして、被包装物Cが封入された袋Bは、連続的に製造される。製造された袋Bは、その後、ベルトコンベア(図示せず)によって導かれ、厚みチェッカーおよび重さチェッカー等の後工程の装置に移送される。
【0064】
(3−2)横シール機構の詳細な動作
次に、製袋包装機1の横シール機構17の動作について、
図9〜13を参照しながら説明する。
図9〜13では、各部材の動きが理解しやすいように、いくつかの部品の表示が省略されている。
【0065】
横シール機構17では、図示しないモータが回転することによって、回転軸51,71が回転する。回転軸51,71の回転によって、アーム部材52,72は、回転軸51,71を中心に旋回運動する。アーム部材52,72と共に、シールジョー54,74、しごき部材55,75、気体抜き部材56,76およびクラムローラ58,78も回転運動する。
図9〜12は、筒状フィルムFcが横シールされる直前であって、シールジョー54,74が筒状フィルムFcに当たっていない状態を表す。
図13は、その後、筒状フィルムFcが横シールされる時であって、シールジョー54,74が筒状フィルムFcを挟み込んでいる状態を表す。次に、
図9〜13に示される各状態について説明する。
【0066】
図9は、しごき部材55,75が筒状フィルムFcを下方に向かってしごく直前の状態を表す。この状態では、しごき部材55,75は互いに離れており、シールジョー54,74のシール面54a,74aも互いに離れている。クラムローラ58,78も互いに離れている。気体抜き部材56,76は、第1ポジションにある。
【0067】
次に、
図10は、
図9に示される状態からアーム部材52,72が旋回して、しごき部材55,75が筒状フィルムFcを下方に向かってしごき始める状態を表す。この状態では、シールジョー54,74のシール面54a,74aは、互いに離れている。クラムローラ58,78は互いに近接しており、この状態において、組合せ計量ユニット2で計量された被包装物Cが上方から供給される。これ以降、筒状フィルムFcが横シールされて、被包装物Cが封入された袋Bが筒状フィルムFcから切り離されるまで、クラムローラ58,78は、互いに近接している状態にある。気体抜き部材56,76は、第1ポジションにある。なお、この状態において、第1ポジションにある一対の気体抜き部材56,76の間隔は、筒状フィルムFcの厚みより大きい。
【0068】
次に、
図11は、
図10に示される状態からアーム部材52,72がさらに旋回して、しごき部材55,75が筒状フィルムFcを下方に向かってしごいている状態を表す。この状態では、筒状フィルムFcのこれから横シールされる部分をしごいて、筒状フィルムFcの内側に存在している被包装物Cを強制的に落下させるために、一対のしごき部材55,75は、筒状フィルムFcを所定の隙間を設けた状態で挟み込んでいる。このとき、しごき部材55,75の先端部は、筒状フィルムFcの搬送速度よりも速い速度で、筒状フィルムFcを下方に向かってしごいている。
【0069】
図11に示される状態において、しごき部材55,75によってしごかれている部分の下方の空間には、しごき部材55,75によるしごきによって、上方から空気が流入する。しかし、しごき部材55,75が筒状フィルムFcをしごいている間に、制御部は、気体抜き部材56,76の位置を、第1ポジションから第2ポジションに切り替える。第2ポジションにある一対の気体抜き部材56,76の間隔は、
図10に示される筒状フィルムFcの厚みより小さい。そのため、気体抜き部材56,76の位置の切り替えによって、気体抜き部材56,76が互いに近接し、気体抜き部材56,76が筒状フィルムFcに当たることで、筒状フィルムFcが前後両側から挟み込まれる。これにより、筒状フィルムFcの内部の空気は、一対の気体抜き部材56,76によって上方に押し出されて、一対のしごき部材55,75の間の隙間を通って排出される。従って、気体抜き部材56,76の位置を第1ポジションから第2ポジションに切り替えることによって、筒状フィルムFcの厚みが小さくなる。その結果、筒状フィルムFcの内部に多量の空気が存在して筒状フィルムFcが膨らんでいる状態で、筒状フィルムFcが横シールされることが回避される。
【0070】
次に、
図12は、
図10に示される状態からアーム部材52,72がさらに旋回して、しごき部材55,75が筒状フィルムFcを下方に向かってさらにしごいている状態を表す。この状態になる前に、制御部は、気体抜き部材56,76の位置を、第2ポジションから第1ポジションに切り替えている。そのため、気体抜き部材56,76は、第1ポジションにある。気体抜き部材56,76の位置の切り替えによって、筒状フィルムFcは、気体抜き部材56,76によって挟み込まれていない状態になるので、筒状フィルムFcの内部の空気が上方に排出されることが停止する。従って、気体抜き部材56,76の位置を第2ポジションから第1ポジションに切り替えることによって、筒状フィルムFcの厚みが必要以上に小さくなることが回避される。
【0071】
次に、
図13は、
図10に示される状態からアーム部材52,72がさらに旋回して、しごき部材55,75が筒状フィルムFcをしごき終わった後であって、シールジョー54,74が筒状フィルムFcを挟み込んで横シールしている状態を表す。
図13に示される状態になる直前において、回転軸水平移動機構17aは、一対の回転軸51,71を、互いに近接するように移動させる。これにより、シールジョー54,74のシール面54a,74aは、確実に筒状フィルムFcを挟み込む。また、回転軸水平移動機構17aのモータ出力を調節することによって、シールジョー54,74から筒状フィルムFcに所定の熱および圧力が加えられて、筒状フィルムFcが横シールされる。これにより、シールジョー54,74によって横シールされた部分の下方において、被包装物Cが存在する空間を内部に有する袋Bが、後続の筒状フィルムFcと連結された状態で、形成される。その後、筒状フィルムFcの横シールされた部分が横方向に切断されて、袋Bが、後続の筒状フィルムFcから切り離される。
【0072】
図14は、
図9〜13に示される横シール機構17による横シール動作時における、気体抜き部材56,76の位置の切り替えタイミングを示すグラフである。
図14の上のグラフは、しごき部材55,75の状態を表し、
図14の下のグラフは、気体抜き部材56,76の状態を表す。
図14の両方のグラフにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は状態を表す。しごき部材55,75は、第1状態または第2状態のいずれかの状態にある。第1状態において、一対のしごき部材55,75は、
図9に示されるように離間しており、筒状フィルムFcをしごいていない。第2状態において、一対のしごき部材55,75は、
図10〜12に示されるように若干の隙間を開けた状態で近接しており、筒状フィルムFcを下方に向かってしごいている。気体抜き部材56,76は、上述したように、第1ポジションまたは第2ポジションのいずれかの状態にある。次に、
図14を参照しながら、しごき部材55,75および気体抜き部材56,76の状態の切り替えタイミングについて説明する。
【0073】
しごき部材55,75は、時刻t11において第1状態から第2状態に移行し始め、時刻t12において第2状態になる。その後、しごき部材55,75は、時刻t13において第2状態から第1状態に移行し始め、時刻t14において第1状態になる。時刻t12から時刻t13までの期間において、しごき部材55,75は、筒状フィルムFcを下方に向かってしごいている。シールジョー54,74は、時刻t13において、筒状フィルムFcの横シールを開始する。すなわち、しごき部材55,75が筒状フィルムFcをしごき終わった後に、筒状フィルムFcは、シールジョー54,74に挟み込まれて横シールされる。
【0074】
気体抜き部材56,76は、時刻t21において第1ポジションから第2ポジションに移行し始め、時刻t22において第2ポジションになる。その後、気体抜き部材56,76は、時刻t23において第2ポジションから第1ポジションに移行し始め、時刻t24において第1ポジションになる。時刻t22から時刻t23までの期間において、筒状フィルムFcは、一対の気体抜き部材56,76によって挟み込まれており、筒状フィルムFcの内部の気体は、上方に向かって押し出されて排出されている。
【0075】
なお、時刻t13において、筒状フィルムFcの横シールが開始した後は、気体抜き部材56,76によって筒状フィルムFcの内部の気体を排出することができない。そのため、気体抜き部材56,76が第1ポジションに移行して、筒状フィルムFcからの気体の排出が完全に終了する時刻t24は、筒状フィルムFcの横シールが開始する時刻t13より以前である必要がある。
【0076】
(4)本製袋包装機の特徴
(4−1)
本実施形態の製袋包装機1の横シール機構17は、一対の気体抜き部材56,76を備えている。一対の気体抜き部材56,76は、アーム部材52,72が回転軸51,71を中心に回転している間において、前後両側から筒状フィルムFcに当たって、筒状フィルムFcを所定の期間挟み込む。その後、一対の気体抜き部材56,76は筒状フィルムFcから離れて、一対のシールジョー54,74が、筒状フィルムFcを挟み込んで横シールする。
【0077】
筒状フィルムが横シールされる直前において、筒状フィルムの内部に多量の空気が存在している状態を考える。この状態において、筒状フィルムが横シールされると、横シールされて製袋された袋の厚みが必要以上に大きくなってしまうおそれがある。被包装物が封入された袋は、その後、箱詰めされて出荷される。しかし、袋内の気体の封入量が多いと、一定数の袋を箱に収納することができない。
【0078】
そこで、本実施形態では、一対のシールジョー54,74が筒状フィルムFcを横シールする前において、一対の気体抜き部材56,76が筒状フィルムFcを所定の期間挟み込むことで、筒状フィルムFcの内部の気体が所定量排出される。その後、一対のシールジョー54,74が、筒状フィルムFcを挟み込んで横シールする。これにより、横シール前に筒状フィルムFcの内部に存在している空気の一部を排出することができるので、横シールされて製袋された袋Bの中に過剰の空気が封入されることが回避される。すなわち、一対の気体抜き部材56,76は、製袋後の袋Bが必要以上に膨らんだ状態になることを抑制する機能を有する。
【0079】
従って、製袋包装機1は、横シール前に一対の気体抜き部材56,76で筒状フィルムFcを挟み込むことで、製袋後の袋Bの厚みを調節することができる。例えば、製袋包装機1は、横シール前に一対の気体抜き部材56,76が筒状フィルムFcを挟み込む時間を一定にすることで、製袋後の袋Bの厚みを一定にすることができる。
【0080】
(4−2)
本実施形態の製袋包装機1の制御部は、エアシリンダー56b,76bを動力源とするアクチュエータを用いて、気体抜き部材56,76の位置を、第1ポジションと第2ポジションとの間で切り替えることができる。制御部は、エアシリンダー56b,76bの空気圧を制御することで、気体抜き部材56,76の位置を切り替えることができる。そのため、製袋包装機1は、制御部によって、気体抜き部材56,76の位置を切り替えるタイミングを高い精度で制御することができる。
【0081】
横シール前に一対の気体抜き部材56,76が筒状フィルムFcを挟み込む時間は、製袋後の袋Bの厚みに影響を与える。そのため、気体抜き部材56,76の位置を切り替えるタイミングを制御部によって制御することで、横シールされる直前の筒状フィルムFcの内部から排出される気体の量を高い精度で調節することができる。従って、製袋包装機1は、製袋後の袋Bの厚みを高い精度で調節することができる。
【0082】
(4−3)
本実施形態の製袋包装機1の制御部は、エアシリンダー56b,76bを動力源とするアクチュエータを用いて、気体抜き部材56,76の位置を、第1ポジションと第2ポジションとの間で切り替えることができる。製袋包装機1は、気体抜き部材56,76の位置を切り替えるタイミングを制御部によって制御することで、製袋後の袋Bの厚みを調節することができる。
【0083】
製袋包装機1の操作者は、操作スイッチ5および液晶ディスプレイ6からの入力操作によって、気体抜き部材56,76の位置を切り替えるタイミングを設定することができる。そのため、製袋包装機1が被包装物Cを袋詰めする前に、製袋包装機1の操作者は、所望の袋Bの厚みに応じて、気体抜き部材56,76の位置等を調節する必要がない。従って、製袋包装機1は、製袋後の袋Bの厚みを短時間で容易に調節することができる。
【0084】
(4−4)
本実施形態の製袋包装機1の横シール機構17は、一対のしごき部材55,75を備えている。しごき部材55,75は、筒状フィルムFcの内側の被包装物Cを強制的に落下させることができる。そのため、製袋包装機1は、筒状フィルムFcの横シールされる部分において、被包装物C等の異物がシールジョー54,74に噛み込まれることを回避することができる。従って、製袋包装機1は、シールジョー54,74によるシール不良の発生を抑制することができる。
【0085】
なお、一対のしごき部材55,75は、筒状フィルムFcの内側に若干の隙間を開けた状態で、筒状フィルムFcを下方に向かってしごく。そのため、しごき部材55,75が筒状フィルムFcをしごいている間においても、筒状フィルムFcの内部の空気は、気体抜き部材56,76によって上方に向かって押し出されることによって、一対のしごき部材55,75の間の隙間を通って排出される。
【0086】
(5)変形例
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0087】
(5−1)変形例A
本実施形態では、製袋包装機1の制御部は、気体抜き部材56,76の位置の切り替えタイミングを制御することができる。
図14において、気体抜き部材56,76が第1ポジションに移行する時刻t24は、筒状フィルムFcの横シールが開始する時刻t13よりも以前であれば、任意の時刻であってもよい。製袋包装機1は、気体抜き部材56,76の位置の切り替えタイミングを制御することで、製袋後の袋Bの厚みを調節することができる。例えば、気体抜き部材56,76が第2ポジションにある期間(
図14では、時刻t22から時刻t23までの期間)が長いほど、製袋後の袋Bの厚みは小さくなる。
【0088】
図15,16は、本変形例における、気体抜き部材56,76の位置の切り替えタイミングの例を示すグラフである。
図15,16は、本実施形態に係る
図14と同じ種類のグラフである。
図15に示される時刻t31〜t34は、それぞれ、
図14に示される時刻t21〜t24に対応する。
図15,16に示される時刻t11〜t14は、それぞれ、
図14に示される時刻t11〜t14と同じである。
図15,16において、筒状フィルムFcの横シールが開始する時刻は、本実施形態と同様に、時刻t13である。
【0089】
図15に示される切り替えタイミングのパターンにおいて、気体抜き部材56,76が第2ポジションにある期間t32〜t33は、
図14に示される期間t22〜t23よりも長い。
図15において、時刻t31,t32は、しごき部材55,75が筒状フィルムFcを下方にしごき始める時刻t12よりも前である。また、
図15において、気体抜き部材56,76が第1ポジションに移行する時刻t34は、本実施形態に係る
図14に示される時刻t24と同じである。従って、
図15のパターンでは、気体抜き部材56,76が第2ポジションにある期間t32〜t33が長いので、製袋後の袋Bの厚みは、本実施形態と比べて小さくなる。
【0090】
図16に示される切り替えタイミングのパターンにおいて、気体抜き部材56,76は、筒状フィルムFcの横シールが開始する時刻t13まで、常に、第1ポジションにある。そのため、横シール機構17が筒状フィルムFcを横シールする間、筒状フィルムFcの内部の気体は、一対の気体抜き部材56,76によって排出されない。従って、
図16のパターンでは、気体抜き部材56,76が第2ポジションにある期間が存在しないので、製袋後の袋Bの厚みは、本実施形態と比べて大きくなる。
【0091】
なお、本変形例では、
図15に示されるように、しごき部材55,75が筒状フィルムFcを下方にしごき始める時刻t12よりも前に、気体抜き部材56,76の位置を第1ポジションから第2ポジションに切り替えると、筒状フィルムFcの内部の気体は、
図9に示されるように一対のしごき部材55,75の間の広い隙間を通って上方に押し出される。そのため、
図15のパターンでは、筒状フィルムFcの内部の気体が排出されやすいので、製袋後の袋Bの厚みが小さくなりやすい。
【0092】
一方、
図14に示されるように、しごき部材55,75が筒状フィルムFcを下方にしごき始める時刻t12の後に、気体抜き部材56,76の位置を第1ポジションから第2ポジションに切り替えると、筒状フィルムFcの内部の気体は、筒状フィルムFcを挟み込んでいる一対のしごき部材55,75の間の狭い隙間を通って上方に押し出される。そのため、
図14のパターンでは、筒状フィルムFcの内部の気体が排出されにくい。従って、時刻t12の後における、気体抜き部材56,76が第2ポジションにある期間の長さを細かく調節することで、製袋包装機1は、筒状フィルムFcの内部から排出される気体の量を高い精度で制御することができる。
【0093】
(5−2)変形例B
本実施形態では、製袋包装機1の制御部は、気体抜き部材56,76の位置を第1ポジションと第2ポジションとの間で切り替える。しかし、制御部は、気体抜き部材56,76の位置を、第1ポジションおよび第2ポジション以外のポジションに切り替えてもよい。例えば、第1ポジションと第2ポジションとの間の位置を第3ポジションと定義し、制御部は、気体抜き部材56,76の位置を第1ポジションと第3ポジションとの間で切り替えてもよい。この場合、第3ポジションにある気体抜き部材56,76は、それぞれ、第1ポジションにある気体抜き部材56,76と、第2ポジションにある気体抜き部材56,76との間に位置している。
【0094】
製袋包装機1の制御部は、エアシリンダー56aの空気圧を適切に調節することで、気体抜き部材56,76の位置を、第1ポジションおよび第2ポジション以外の任意のポジションに切り替えることができる。従って、制御部は、エアシリンダー56aの空気圧を制御することで、一対の気体抜き部材56,76によって筒状フィルムFcの内部から排出される気体の量を調節して、製袋後の袋Bの厚みを調節することができる。
【0095】
(5−3)変形例C
本実施形態では、製袋包装機1の横シール機構17は、しごき部材55,75を備えているが、しごき部材55,75を備えていなくてもよい。なお、この場合においても、本実施形態と同様に、気体抜き部材56,76が第2ポジションから第1ポジションに移行し終わって、筒状フィルムFcの内部からの気体の排出が完全に終了する時刻は、筒状フィルムFcの横シールが開始する時刻よりも前である必要がある。
【0096】
(5−4)変形例D
本実施形態では、製袋包装機1は、気体吹き込み機構をさらに備えてもよい。気体吹き込み機構は、横シール機構17によって横シールされる直前の筒状フィルムFcの内部に気体を吹き込む機構である。気体吹き込み機構は、例えば、成形機構13のチューブ13aの内部において上方から下方に向かって空気を流し込むことができる部材であってもよい。筒状フィルムFcが横シールされる直前において、気体吹き込み機構は、筒状フィルムFcの内部に空気を吹き込むことで、筒状フィルムFcの内部に存在している空気の量を増加させて、筒状フィルムFcを膨らませることができる。従って、製袋包装機1は、気体吹き込み機構を用いることで、製袋後の袋Bの厚みを大きくすることができる。
【0097】
(5−5)変形例E
本実施形態では、製袋包装機1は、一対の気体抜き部材56,76を用いて、製袋後の袋Bの厚みを調節することができる。しかし、製袋包装機1は、製袋後の袋Bの厚みを計測する厚み計測機構に接続されてもよい。製袋包装機1および厚み計測機構からなる製袋包装システムは、製袋包装機1によって製造された袋Bの厚みを厚み計測機構によって計測する。製袋包装機1の制御部は、計測された袋Bの厚みに応じて、横シールされる直前の筒状フィルムFcから排出される気体の量を調節する。
【0098】
例えば、厚み計測機構によって計測された袋Bの厚みが所定の値より大きい場合、製袋包装機1の制御部は、製袋後の袋Bの厚みを小さくするために、一対の気体抜き部材56,76が第2ポジションにある期間を長くする制御を自動的に行ってもよい。逆に、厚み計測機構によって計測された袋Bの厚みが所定の値より小さい場合、製袋包装機1の制御部は、製袋後の袋Bの厚みを大きくするために、一対の気体抜き部材56,76が第2ポジションにある期間を短くする制御を自動的に行ってもよい。